KR100589167B1 - A system and a method for steering using AGCS system when SBW system trouble - Google Patents

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Abstract

본 발명은 SBW 시스템의 고장시 AGCS 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템으로서, 그 구성은 차량 운전자의 조향 휠(steering wheel)의 각도변화에 따라 전륜 조향을 위해 제어신호를 출력하는 SBW ECU; 상기 SBW ECU의 제어신호에 의해 구동되는 전륜조향 모터; 상기 SBW ECU로부터 신호를 전송받아 후륜 조향을 위한 것으로서, 운전자의 조향 휠의 각도변화에 따라 후륜 조향을 위한 제어신호를 출력하는 AGCS ECU; 및 상기 AGCS ECU의 제어신호에 의해 구동되는 제1,2 후륜조향 모터로 구성되어, 상기 SBW 시스템의 고장시 SBW ECU에서 AGCS ECU로 신호가 전송되어 AGCS 시스템의 구동에 의한 후륜조향으로 차량의 핸들링이 이루어지는 것을 특징으로 한다. The present invention provides a steering system using an AGCS system in the event of a failure of the SBW system, the configuration comprising: an SBW ECU for outputting a control signal for steering the front wheel according to the change in the angle of the steering wheel of the vehicle driver; A front wheel steering motor driven by a control signal of the SBW ECU; An AGCS ECU that receives a signal from the SBW ECU for rear wheel steering and outputs a control signal for rear wheel steering according to an angle change of a driver's steering wheel; And first and second rear wheel steering motors driven by a control signal of the AGCS ECU, and when a failure of the SBW system is performed, a signal is transmitted from the SBW ECU to the AGCS ECU to handle the vehicle by rear wheel steering by driving the AGCS system. This is characterized in that it is made.

SBW 시스템, AGCS 시스템, ECU, 전,후륜 조향, 모터 SBW system, AGCS system, ECU, front and rear steering, motor

Description

에스비더블유 시스템 고장시 에이지시에스 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템 및 그의 방법 {A system and a method for steering using AGCS system when SBW system trouble}Steering system and method using the Ages system in case of failure of S-Doubled system {A system and a method for steering using AGCS system when SBW system trouble}

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 개략 구성도. 1 is a schematic structural diagram of a system according to the present invention;

도 2a, 2b는 본 발명에 따른 SBW 시스템의 고장진단을 위한 해당 부품 구성도. Figure 2a, 2b is a corresponding component configuration diagram for the failure diagnosis of the SBW system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 시스템의 제어 흐름도. 3 is a control flow diagram of a system in accordance with the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 시스템의 전,후륜 조향 해석결과 그래프. Figure 4 is a graph of the front and rear wheel steering analysis results of the system according to the present invention.

<도면부호의 설명><Description of Drawing>

2 조향 휠 4 컬럼 샤프트2 steering wheel 4 column shaft

6 SBW ECU 8 전륜조향 모터6 SBW ECU 8 all-wheel steering motor

12 반력모터 14 조향각 센서12 Reaction Motor 14 Steering Angle Sensor

16 AGCS ECU 17 조향토크 센서16 AGCS ECU 17 Steering Torque Sensor

18 후륜조향 모터 19 감속기18 Rear Wheel Steering Motor 19 Reducer

20 랙변위 센서 22 타이로드20 Rack Displacement Sensor 22 Tie Rod

100 차체 100 body

본 발명은 SBW(Steer By Wire) 시스템 고장시 AGCS(Active Geometry Control Suspension) 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템 및 그의 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 평상시에는 SBW 시스템을 통해 차량의 조향이 이루어지도록 하나, SBW 시스템의 고장시에는 SBW ECU에서 전륜의 방향을 직진상태로 유지하고 SBW 시스템의 구동을 오프시킨 후 AGCS ECU에서 AGCS 시스템을 구동시켜 운전자가 스티어링을 조향하였을 때 후륜의 조향으로 조타성(steering)을 확보할 수 있도록 한 SBW 시스템 고장시 AGCS 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템 및 그의 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a steering system and a method for securing steering using an AGCS (Active Geometry Control Suspension) system in the event of a failure of the Steering By Wire (SBW) system, more specifically to the steering of the vehicle through the SBW system in general In case of failure of the SBW system, the SBW ECU maintains the direction of the front wheels straight, turns off the SBW system, and then drives the AGCS system in the AGCS ECU to steer the steering of the rear wheels when the driver steers the steering. The present invention relates to a steering system and method using a AGCS system in case of failure of the SBW system.

상기 SBW 시스템과 AGCS 시스템은 전동 조향장치로서, 기존의 기계식 연결장치 또는 기계식 배력장치 대신 전동 액츄에이터를 이용하여 조향하는 장치를 일컫는다. 그 중 SBW 시스템은 조향 시스템을 기계적 연결(STR’G COLUMN, U/JOINT, PINION SHAFT 등)없이 전기적인 동력(모터, 센서 등)을 이용하여 차량의 핸들링이 이루어지도록 한 전륜 조향장치이며, AGCS 시스템은 차량의 조향 안정성을 향상시키기 위해 후륜의 토인(toe-in)을 능동적으로 제어하는 조향장치이다. The SBW system and the AGCS system are electric steering devices, and refer to a device for steering by using an electric actuator instead of a conventional mechanical coupling device or a mechanical power booster. Among them, the SBW system is a front wheel steering system that allows the steering system to be handled by using electric power (motor, sensor, etc.) without mechanical connection (STR'G COLUMN, U / JOINT, PINION SHAFT, etc.). The system is a steering device that actively controls the toe-in of the rear wheels to improve steering stability of the vehicle.

그런데, 상기 SBW 시스템은 스티어링 기어박스와 핸들 사이가 기계적으로 연결되어 있지 않기 때문에 SBW 시스템 고장시 스티어링에 의한 타이어의 핸들링이 어렵게 되어 위험한 상황에 빠질 수 있는 문제점을 갖고 있다. However, since the SBW system does not have a mechanical connection between the steering gearbox and the handle, the SBW system has a problem in that it becomes difficult to handle the tire due to the steering when the SBW system breaks down.

이에, 본 발명의 출원인은 SBW 시스템 고장시 차량의 핸들링 필요성을 느껴 본 발명을 제안하게 된 것이다. Therefore, the applicant of the present invention is to feel the need of handling of the vehicle when the SBW system failure to propose the present invention.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 평상시에는 SBW 시스템을 통해 차량의 조향이 이루어지도록 하나, SBW 시스템의 고장시에는 SBW ECU에서 전륜의 방향을 직진상태로 유지하고 SBW 시스템의 구동을 오프시킨 후 AGCS ECU에서 AGCS 시스템을 구동시켜 운전자가 스티어링을 조향하였을 때 후륜의 조향으로 조타성을 확보할 수 있도록 한 SBW 시스템 고장시 AGCS 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템 및 그의 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art, the object of the present invention is to make the steering of the vehicle through the SBW system in normal times, in the event of a failure of the SBW system, the direction of the front wheels in the SBW ECU straight Steering system using the AGCS system in case of failure of the SBW system, which maintains the SBW system and turns off the driving of the SBW system, and then drives the AGCS system in the AGCS ECU to ensure steering by steering of the rear wheels when the driver steers the steering. And its method.

상기 목적을 이루기 위한, 본 발명에 따른 시스템 구성은 In order to achieve the above object, the system configuration according to the present invention

차량 운전자의 조향 휠(steering wheel)의 각도변화에 따라 전륜 조향을 위해 제어신호를 출력하는 SBW ECU; SBW ECU for outputting a control signal for steering the front wheel according to the change of the steering wheel (steering wheel) of the vehicle driver;

상기 SBW ECU의 제어신호에 의해 구동되는 전륜조향 모터; A front wheel steering motor driven by a control signal of the SBW ECU;

상기 SBW ECU로부터 신호를 전송받아 후륜 조향을 위한 것으로서, 운전자의 조향 휠의 각도변화에 따라 후륜 조향을 위한 제어신호를 출력하는 AGCS ECU; 및 An AGCS ECU that receives a signal from the SBW ECU for rear wheel steering and outputs a control signal for rear wheel steering according to an angle change of a driver's steering wheel; And

상기 AGCS ECU의 제어신호에 의해 구동되는 제1,2 후륜조향 모터로 구성되어, 상기 SBW 시스템의 고장시 SBW ECU에서 AGCS ECU로 신호가 전송되어 AGCS 시스템의 구동에 의한 후륜조향으로 차량의 핸들링이 이루어지는 것을 특징으로 한다. The first and second rear wheel steering motors are driven by the control signal of the AGCS ECU, and when the SBW system fails, a signal is transmitted from the SBW ECU to the AGCS ECU to handle the vehicle by rear wheel steering by driving the AGCS system. Characterized in that made.

본 발명은 SBW 시스템의 고장시 전륜은 직진상태를 유지시킨 후 AGCS ECU에서 AGCS 시스템의 구동으로 후륜 조향이 이루어지도록 하여 차량의 핸들링이 가능 토록 한 SBW 시스템 고장시 AGCS 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템이다. The present invention is a steering system using the AGCS system in case of failure of the SBW system to handle the vehicle so that the rear wheel steering is made by driving the AGCS system in the AGCS ECU after the front wheel maintains a straight state when the SBW system breaks down. .

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment according to the present invention.

<실시예><Example>

시스템system

본 발명의 실시예에 따른 시스템의 구성을 개략도인 도 1을 참조하여 설명한다. The configuration of a system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량(100) 전,후륜 조향시스템은 As shown in Figure 1, the vehicle front and rear wheel steering system according to the invention 100

차량 운전자의 조향 휠(steering wheel)(2)의 각도변화에 따라 전륜 조향을 위해 제어신호를 출력하는 SBW ECU(6); An SBW ECU 6 which outputs a control signal for steering the front wheel according to the change of the angle of the steering wheel 2 of the vehicle driver;

상기 SBW ECU(6)의 제어신호에 의해 구동되는 전륜조향 모터(8); A front wheel steering motor 8 driven by a control signal of the SBW ECU 6;

상기 SBW ECU(6)로부터 신호를 전송받아 후륜 조향을 위한 것으로서, 운전자의 조향 휠(2)의 각도변화에 따라 후륜 조향을 위한 제어신호를 출력하는 AGCS ECU(16); 및 An AGCS ECU 16 which receives the signal from the SBW ECU 6 and outputs a control signal for rear wheel steering according to a change in the angle of the steering wheel 2 of the driver; And

상기 AGCS ECU(16)의 제어신호에 의해 구동되는 제1,2 후륜조향 모터(18)로 구성되어, 상기 SBW 시스템의 동작이 정상인 경우에는 SBW 시스템의 전륜조향을 통해 차량의 핸들링이 이루어지는 반면, SBW 시스템의 고장시에는 SBW ECU에서 AGCS ECU로 후륜조향 요청신호를 전송하여 AGCS 시스템의 구동에 의한 후륜조향으로 차량의 핸들링이 이루어지는 것을 특징으로 한다. 도 1에서, "A와 B"는 모터의 구동을 위한 ECU의 제어신호 라인을 의미하며, "C"는 SBW ECU에서 AGCS ECU로 전송되는 후륜조향 요청신호 라인을 의미한다. The first and second rear wheel steering motors 18 driven by the control signal of the AGCS ECU 16, when the operation of the SBW system is normal, while the handling of the vehicle through the front wheel steering of the SBW system, When the SBW system malfunctions, the rear wheel steering request signal is transmitted from the SBW ECU to the AGCS ECU, and the vehicle is handled by the rear wheel steering by driving the AGCS system. In Figure 1, "A and B" means a control signal line of the ECU for driving the motor, "C" means a rear wheel steering request signal line transmitted from the SBW ECU to the AGCS ECU.

상기의 구성에서, 본 발명에서는 SBW 시스템의 고장여부를 판단하기 위해 다음과 같은 부품의 정상동작 여부를 판단한다. In the above configuration, in the present invention to determine whether or not the SBW system failure is determined whether the normal operation of the following parts.

즉, 도 2a, 2b에 도시된 바와 같이, 조향 컬럼 샤프트(4)상의 조향토크 센서(17), 조향각 센서(14), 반력 모터(12) 및 전륜조향 시스템의 조타 모터(8), 랙 변위 센서(20)의 동작 여부를 판단하여, 상기 구성 부품의 동작이 정상인 경우에는 SBW 시스템의 정상동작으로 판단한다. 상기 구성 부품의 정상동작을 판단하기 위한 각 부품의 파라미터 값의 설정은 설계자에 의해 변형하여 설정가능할 것이다. That is, the steering torque sensor 17, the steering angle sensor 14, the reaction force motor 12 and the steering motor 8 of the all-wheel steering system, rack displacement, on the steering column shaft 4, as shown in Figures 2a, 2b The operation of the sensor 20 is determined, and when the operation of the component is normal, the operation of the SBW system is determined. The setting of parameter values of each component for determining the normal operation of the component may be modified and set by the designer.

이하, 본 발명에 따른 시스템의 전,후륜 조향 방법을 설명한다. Hereinafter, the front and rear wheel steering method of the system according to the present invention will be described.

방법Way

본 발명의 실시예에 따른 시스템을 통한 차량의 전,후륜 조향방법을 흐름도인 도 3을 참조하여 설명한다. A front and rear wheel steering method of a vehicle through a system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.

도 3에 도시된 바와 같이, 차량의 전륜 조향을 위해 SBW ECU에서 SBW 시스템의 고장여부를 진단한다[S10~S20]. 즉, SBW 시스템 작동의 정상여부를 판단하는 것이다. 상기 SBW 시스템 작동의 정상여부 판단은 앞서 "시스템 구성"에서 설명한 바와 같이, 구성부품의 동작상태 정상여부로 판단한다. As shown in FIG. 3, the SBW ECU diagnoses a failure of the SBW system for steering the front wheel of the vehicle [S10 to S20]. In other words, it is determined whether the SBW system is operating normally. The determination of the normal operation of the SBW system is determined as the normal operation state of the component, as described above in the "system configuration".

상기 S20단계에서의 판단 결과, SBW 시스템의 동작이 정상시에는 통상적인 SBW 시스템을 통해 전륜모터의 구동으로 전륜조향이 이루어져 차량의 핸들링이 이루어진다[S30]. As a result of the determination in step S20, when the operation of the SBW system is normal, the front wheel steering is performed by driving the front wheel motor through the conventional SBW system, thereby handling the vehicle [S30].

하지만, 상기 S20단계에서의 판단 결과, SBW 시스템의 동작이 고장시에는 SBW ECU에서 전륜을 직진상태로 유지시키고 SBW 시스템의 구동을 오프시킨 후 SBW ECU에서 AGCS ECU로 후륜조향 요청신호를 전송한다[S40]. 즉, 차량의 핸들링을 위해 고장으로 판단된 SBW 시스템의 구동을 중지시키고 AGCS 시스템을 통한 후륜조향으로 차량의 핸들링이 이루어지도록 하기 위한 것이다. However, as a result of the determination in step S20, when the operation of the SBW system fails, the SBW ECU keeps the front wheels in a straight state, turns off the SBW system, and then transmits a rear wheel steering request signal from the SBW ECU to the AGCS ECU. S40]. That is, to stop the driving of the SBW system determined to be a failure for handling of the vehicle and to handle the vehicle by the rear wheel steering through the AGCS system.

다시 도 3의 흐름도로 돌아가서, 상기 S40단계에서 SBW ECU에서 신호 전송 후 AGCS ECU에서 신호를 전송받아 제1,2 후륜모터의 구동으로 후륜조향이 이루어지면[S50], 후륜조향을 통한 차량의 핸들링이 이루어지는 것이다[S60]. Returning to the flowchart of FIG. 3 again, when the signal is transmitted from the AGCS ECU after the signal is transmitted from the SBW ECU in step S40, when the rear wheel steering is performed by driving the first and second rear wheel motors [S50], the vehicle is handled through the rear wheel steering. This is done [S60].

본 발명에 따른 시스템의 전,후륜 조향 해석결과 그래프를 도 4에 도시하였다. Figure 4 shows a graph of the analysis results of the front and rear wheel steering of the system according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 스탭조향입력을 주었을 때의 전륜조향과 후륜조향 해석결과의 과도상태에서는 오버슈트(overshoot)의 크기 차이가 있지만, 정상상태에서의 Yaw Velocity 값은 전,후륜 조향이 거의 동일함을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 후륜조향만으로도 차량의 핸들링이 가능함을 알 수 있다. As shown in FIG. 4, in the transient state of the front wheel steering and rear wheel steering analysis results when the step steering input is applied, there is a difference in overshoot, but the Yaw Velocity value in the normal state is the front and rear wheel steering. You can see that they are almost identical. Therefore, it can be seen that the vehicle can be handled only by the rear wheel steering according to the present invention.

이상에서 바람직한 실시예를 중심으로 본 발명을 설명하였으나 본 발명의 기술적사상이 이에 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명에 따른 기술적 범위는 특허청구범위에 기재된 사항의 합리적인 해석에 의해 결정되어져야 한다. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, the technical spirit of the present invention should not be construed as being limited thereto, and the technical scope according to the present invention should be determined by reasonable interpretation of the matters described in the claims. .

본 발명의 SBW 시스템 고장시 AGCS 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템 및 그의 방법에 따르면, SBW 시스템의 고장시에도 AGCS 시스템을 통한 차량의 핸들링이 가능하므로 SBW 시스템 구동시 안전성 향상 효과가 있다. According to the steering system and the method using the AGCS system when the SBW system failure of the present invention, even when the SBW system failure can be handled by the vehicle through the AGCS system it is possible to improve the safety when driving the SBW system.

Claims (4)

SBW(Steer By Wire) 시스템의 고장시 AGCS(Active Geometry Control Suspension) 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템에 있어서, In the steering system using the AGCS (Active Geometry Control Suspension) system when the SBW (Steer By Wire) system failure, 차량 운전자의 조향 휠(steering wheel)의 각도변화에 따라 전륜 조향을 위해 제어신호를 출력하는 SBW ECU; SBW ECU for outputting a control signal for steering the front wheel according to the change of the steering wheel (steering wheel) of the vehicle driver; 상기 SBW ECU의 제어신호에 의해 구동되는 전륜조향 모터; A front wheel steering motor driven by a control signal of the SBW ECU; 상기 SBW ECU로부터 신호를 전송받아 후륜 조향을 위한 것으로서, 운전자의 조향 휠의 각도변화에 따라 후륜 조향을 위한 제어신호를 출력하는 AGCS ECU; 및 An AGCS ECU that receives a signal from the SBW ECU for rear wheel steering and outputs a control signal for rear wheel steering according to an angle change of a driver's steering wheel; And 상기 AGCS ECU의 제어신호에 의해 구동되는 제1,2 후륜조향 모터로 구성되어, 상기 SBW 시스템의 고장시 SBW ECU에서 AGCS ECU로 신호가 전송되어 AGCS 시스템의 구동에 의한 후륜조향으로 차량의 핸들링이 이루어지도록 한 에스비더블유 시스템 고장시 에이지시에스 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템. The first and second rear wheel steering motors are driven by the control signal of the AGCS ECU, and when the SBW system fails, a signal is transmitted from the SBW ECU to the AGCS ECU to handle the vehicle by rear wheel steering by driving the AGCS system. Steering performance securing system using Agsys system in case of failure of SBD double oil system. SBW(Steer By Wire) 시스템의 고장시 AGCS(Active Geometry Control Suspension) 시스템을 이용한 조타성 확보 방법에 있어서, In the steering method using the AGCS (Active Geometry Control Suspension) system in the case of failure of Steering By Wire (SBW) system, SBW ECU에서의 SBW 시스템 고장 진단 단계; Diagnosing the SBW system failure in the SBW ECU; SBW 시스템 작동의 정상여부 판단 단계; Determining whether the SBW system is operating normally; 상기 단계에서 판단 결과, SBW 시스템의 동작이 고장시에는 SBW ECU에서 전륜을 직진상태로 유지시키고 SBW 시스템의 구동을 오프시키는 단계; As a result of the determination in the above step, if the operation of the SBW system fails, maintaining the front wheels in a straight state in the SBW ECU and turning off the driving of the SBW system; 상기 단계에서 SBW 시스템의 구동이 오프된 후 SBW ECU에서 AGCS ECU로 후륜조향 요청신호를 전송하는 단계; 및 Transmitting a rear wheel steering request signal from the SBW ECU to the AGCS ECU after the SBW system is turned off; And 상기 단계에서 SBW ECU에서 신호 전송 후 AGCS ECU에서 신호를 전송받아 후륜조향을 통한 차량의 핸들링 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에스비더블유 시스템 고장시 에이지시에스 시스템을 이용한 조타성 확보 방법. Steering performance using the age system when the SBW system failure, characterized in that the step of handling the vehicle through the rear wheel steering after receiving a signal from the AGCS ECU after transmitting a signal from the SBW ECU. 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 SBW 시스템의 동작이 정상시에는 SBW 시스템을 통한 전륜조향으로 차량의 핸들링이 이루어지는 것을 특징으로 하는 에스비더블유 시스템 고장시 에이지시에스 시스템을 이용한 조타성 확보 방법. When the operation of the SBW system is normal, steering of the vehicle using the age system system, characterized in that the handling of the vehicle by the front wheel steering through the SBW system. 제 2항에 있어서, 상기 SBW 시스템의 정상여부 판단은, The method of claim 2, wherein the determination of whether the SBW system is normal, 조향 컬럼 샤프트상의 조향토크 센서, 조향각 센서, 반력 모터 및 전륜조향 시스템의 조타 모터, 랙 변위 센서의 정상동작 여부로 판단되는 것을 특징으로 하는 에스비더블유 시스템 고장시 에이지시에스 시스템을 이용한 조타성 확보 방법. Steering torque sensor, steering angle sensor on the steering column shaft, steering motor of the reaction force motor and the front wheel steering system, the rack displacement sensor, characterized in that it is determined whether the normal operation of the S-double oil system failure steering method using the age system.
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